文/俞靈琦

氫能作為可再生、零排放且能量密度高的一種潔凈能源，其開發(fā)和利用已成為新一輪世界能源技術(shù)革命的重要方向。

氫，是在我們身邊常見的化學(xué)元素。

在中學(xué)，我們便學(xué)過(guò)電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣，我們對(duì)于氫并不陌生。

步入新世紀(jì)，綠色能源受到越來(lái)越多的重視。氫能被視為21世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗唬祟悓?duì)氫能應(yīng)用在200年前就產(chǎn)生了興趣，20世紀(jì)70年代以來(lái)，世界上許多國(guó)家和地區(qū)就廣泛開展了氫能研究。其中，燃料電池技術(shù)是氫能利用的最佳手段，被列為“12種改變未來(lái)的顛覆性技術(shù)”之一。氫燃料電池在各個(gè)國(guó)家的應(yīng)用正在提速。

據(jù)《中國(guó)加氫站建設(shè)與運(yùn)營(yíng)行業(yè)發(fā)展白皮書（2021年）》數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，全球運(yùn)營(yíng)中的加氫站共有578座，比2019年新增加115座，為近年來(lái)增長(zhǎng)最快。其中歐洲共有200座加氫站，100座在德國(guó)；北美共75座加氫站，49座位于美國(guó)加州；亞洲共有275座加氫站，其中142座在日本，60座在韓國(guó)，而中國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)的有101座，主要服務(wù)于公共汽車、物流車和卡車等。這表明燃料電池已從實(shí)驗(yàn)室真正走向產(chǎn)業(yè)化，與鋰電池相比，它更具有零污染優(yōu)勢(shì)。

為了實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，氫能的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用是重要抓手之一。響應(yīng)國(guó)家綠色能源戰(zhàn)略的號(hào)召，上海唐鋒能源科技有限公司（下文簡(jiǎn)稱“唐鋒能源”）致力于氫能燃料電池“心臟”膜電極的研發(fā)和批量化制造，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。作為國(guó)內(nèi)低鉑合金膜電極供應(yīng)商，唐鋒能源2020年制造銷售車用燃料電池膜電極近30萬(wàn)片，為國(guó)內(nèi)主流燃料電池電堆及主機(jī)廠提供國(guó)際一流的膜電極產(chǎn)品。

那么，這家僅僅在2017年成立的創(chuàng)業(yè)企業(yè)，究竟是如何在短短的時(shí)間內(nèi)就做到這些成績(jī)的呢？

技術(shù)創(chuàng)新和成本下降是“破圈”關(guān)鍵

何為氫燃料電池？

傳統(tǒng)干電池、蓄電池是一種儲(chǔ)能裝置，是把電能貯存起來(lái)，需要時(shí)再釋放出來(lái)；而氫燃料電池嚴(yán)格地說(shuō)是一種發(fā)電裝置，像發(fā)電廠一樣，是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)發(fā)電裝置。

從中央五部委發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》到2020年氫燃料電池汽車技術(shù)的規(guī)?；痉哆\(yùn)行0.5萬(wàn)輛，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)正陸續(xù)向著成熟化和規(guī)?；~進(jìn)。

在快速發(fā)展的道路上，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)也遭遇“痛點(diǎn)”，唐鋒能源創(chuàng)始人章俊良表示，一方面，燃料電池技術(shù)有待成熟；另一方面，原材料價(jià)格和使用成本過(guò)高，產(chǎn)業(yè)的上下游環(huán)節(jié)需要進(jìn)一步加快發(fā)展。

“高鉑載量、高成本膜電極成為燃料電池汽車大規(guī)模推廣的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸?！闭驴×颊f(shuō)。

眼下，鉑是最優(yōu)的氫燃料電池催化劑，可以說(shuō)鉑在氫燃料電池催化劑中的地位中短期內(nèi)不可替代。然而鉑為稀有金屬，全球的總儲(chǔ)量只有幾萬(wàn)噸，這也導(dǎo)致鉑的價(jià)格居高不下。

據(jù)2021年莊信萬(wàn)豐鉑族金屬市場(chǎng)報(bào)告顯示，由于中國(guó)對(duì)重型柴油車排放法規(guī)趨嚴(yán)，汽油車尾氣催化劑中鉑用量增加，汽車尾氣催化劑行業(yè)的鉑需求將有所上升；同時(shí)，工業(yè)新增產(chǎn)能將繼續(xù)增加對(duì)鉑的需求，尤其是玻璃制造行業(yè)，鉑需求量將達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄水平，電子行業(yè)的鉑需求也將出現(xiàn)兩位數(shù)的增長(zhǎng)。

既然“替換原材料”這條道路走不通，章俊良便將技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)聚焦到“如何將原材料的用量減少”，即“低鉑”。

“傳統(tǒng)技術(shù)上，如果減少鉑的使用量，那么會(huì)讓燃料電池出現(xiàn)低功率密度、運(yùn)行壽命減短等諸多問(wèn)題，對(duì)此，我們經(jīng)歷近十年開發(fā)，完成了燃料電池低鉑合金膜電極微觀傳質(zhì)、電荷傳遞、材料衰減等方面的理論突破，解決一系列‘卡脖子’的技術(shù)問(wèn)題，完成了高性能低鉑膜電極的研發(fā)?！?/p>

在技術(shù)創(chuàng)新上，唐鋒低鉑膜電極產(chǎn)品解決了低鉑化與高功率密度之間的矛盾，使功率密度達(dá)到1.5W/cm2，進(jìn)而節(jié)省電堆體積和重量；另一方面，也解決了低鉑化與長(zhǎng)壽命之間的矛盾，已通過(guò)10000h壽命驗(yàn)證，從而滿足車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)；此外，還解決了低鉑化與寬工況之間的矛盾，已通過(guò)車規(guī)級(jí)工況的驗(yàn)證。

“我們擁有100%自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，下一步我們將探索把鉑的用量降低到極致，進(jìn)而解決燃料電池技術(shù)大規(guī)模推廣應(yīng)用的難題，助力國(guó)家能源安全戰(zhàn)略。”章俊良說(shuō)。

瞄準(zhǔn)“高精尖”，引領(lǐng)國(guó)際

在章俊良的眼中，大幅提升可再生能源在能源消費(fèi)總量中的比例已成為世界各國(guó)的共識(shí)。氫能作為可再生、零排放且能量密度高的一種潔凈能源，其開發(fā)和利用已成為新一輪世界能源技術(shù)革命的重要方向，可以解決傳統(tǒng)能源目前遇到的各類問(wèn)題。這也是章俊良創(chuàng)業(yè)的初衷。

章俊良在美國(guó)Brookhaven國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)通用汽車公司積累了十余年低溫燃料電池基礎(chǔ)和應(yīng)用研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，并在回國(guó)后，繼續(xù)在上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院燃料電池所深度鉆研，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得杰出的成果后，他決定將實(shí)驗(yàn)室的科技成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力。

在氫燃料電池創(chuàng)業(yè)的道路上，章俊良遇到不少困難，他談道：“困難有很多，首先在人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)上，缺乏足夠的專業(yè)技術(shù)人才；此外，氫燃料電池市場(chǎng)環(huán)境也不夠穩(wěn)定，社會(huì)各方對(duì)其的認(rèn)識(shí)和關(guān)注度有待提升；在成果轉(zhuǎn)化方面，如何讓我們的技術(shù)和產(chǎn)品更好地適應(yīng)社會(huì)需求等等?！?/p>

此外，對(duì)于同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，章俊良認(rèn)為應(yīng)該盡量避免。他表示，目前氫燃料電池的市場(chǎng)容量并沒有很大，仍處于技術(shù)的迭代積累及上下游產(chǎn)業(yè)鏈的同步完善成熟期，因此他呼吁，業(yè)內(nèi)人士應(yīng)該更關(guān)注“高精尖”，提升核心技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，也提高資源的利用效率。

面對(duì)創(chuàng)業(yè)難題，唐鋒能源積極參與各類大賽：2020年，在第九屆中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽中獲得優(yōu)異的成績(jī)；在上海交通大學(xué)“十大科技進(jìn)展”評(píng)選中，唐鋒能源聯(lián)合上海交通大學(xué)燃料電池研究所等單位，憑借“高功率密度長(zhǎng)壽命燃料電池低鉑膜電極技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”成功入選，并獲得上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。項(xiàng)目獲國(guó)家發(fā)明專利20余件，發(fā)表論文30余篇，開發(fā)并建成了國(guó)內(nèi)首條汽車燃料電池低鉑合金膜電極批量生產(chǎn)線。作為唯一的低鉑膜電極供應(yīng)商為國(guó)內(nèi)主流燃料電池電堆及主機(jī)廠提供國(guó)際一流的膜電極產(chǎn)品，累計(jì)制造膜電極近30萬(wàn)片。

經(jīng)中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)鑒定，唐鋒能源研發(fā)的新型低鉑合金膜電極達(dá)到車用燃料電池高輸出功率、長(zhǎng)壽命運(yùn)行、適應(yīng)復(fù)雜運(yùn)行工況的應(yīng)用要求，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，單位燃料電池電堆功率的鉑用量技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先。

對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)并將其超越，是唐鋒能源發(fā)展的主要方向之一。對(duì)于國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，章俊良表示，國(guó)內(nèi)外燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈正在逐步成熟，已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)入期；與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)燃料電池的核心原料及部件水平，以及整車耐用性及壽命仍有一定的差距。低成本燃料電池發(fā)展主要受制于超低鉑催化劑及膜電極發(fā)展；膜電極、極板及電堆的匹配設(shè)計(jì)和工程化實(shí)現(xiàn)，協(xié)同系統(tǒng)控制策略及其他部件的同步開發(fā)是未來(lái)燃料電池的發(fā)展方向。

基于燃料電池發(fā)展的大趨勢(shì)，章俊良談道：“未來(lái)，我們要將燃料電池技術(shù)及氫能技術(shù)做到世界領(lǐng)先，為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)貢獻(xiàn)我們的力量。”